Napelem

A napelem egy olyan eszköz, amely a nap sugárzását elektromos árammá alakítja át a fényelektromos jelenség segítségével. A napelem teljesítménye függ annak típusától, méretétől, a sugárzás intenzitásától és a sugárzott fény hullámhosszától, valamint annak beesési szögétől. Megfelelő teljesítményű napelemmel az éves elektromos áramfelvételnek a 100%-a biztosítható.

Szerkezeti kialakítás alapján három fő típust különbözetünk meg, ezek az amorf kristályos napelem, mono- és polikristályos napelemek.

Az energiaátalakítás alapja, hogy a fény elnyelődésekor mozgásképes töltött részecskéket generál, amelyeket az eszközben az elektrokémiai potenciálok, illetve az elektron kilépési munkák különbözőségéből adódó beépített elektromos tér rendezett mozgásra kényszerít.

Amorf napelem

Ez a legelterjedtebb típus, mert olcsó az előállítási költsége. A hatásfoka 5-8% között van, ami alulmarad a többihez képest. Mivel kicsi a hatásfoka ezért jóval nagyobb felületet igényel az elhelyezése. Az amorf napelem a szórt fényt jobban hasznosítja, mint a közvetlen napfényt. Az élettartamuk csak 10év körül van. Nem tagolt napelem, teljes felületét egyetlen fekete árnyalatú amorf kristály alkotja. Általában valamilyen hordozóra, például vékony acéllemezre vagy üvegre viszik fel. Akár 100-szor vékonyabb lehet, mint a kristályos változat. Leginkább épületbe integráltan vagy olyan helyen használják, ahol nem okoz gondot a helyszűke és a kristályos típushoz képest egységnyi felületre jutó teljesítmény harmada. Előnye viszont a kristályos napelemhez képest, hogy kevésbé érzékeny a melegedésre, és szélesebb fényspektrumot tud hasznosítani. Felületük szép homogén és lehet átlátszó, valamint hajlékony kivitelben is készíteni. Ezek esztétikai, valamint építészeti szempontból is fontosak lehetnek. Ezek a típusú napelemek, nagyobb felülettel rendelkező épületeken alkalmazhatóak napelemes rendszerek építő elemeként.

Monokristályos napelem

Ez a napelem a ma létező legjobb hatásfokkal bíró napelem, aminek hatásfoka 15-17% között van. A monokristályos napelem a közvetlen napfényt hasznosítja jobban, de a szórt napfényben már kevésbé tudja hasznosítani. Élettartama 30 év körül van. A monokristályos napelem több cellából épül fel, és minden cella egy kristályszerkezetet alkot. Több szilícium réteg összehegesztésével készül. Cellái fekete színűek, külsőleg jól elkülöníthetőek. Jelenleg ez a típusú napelem képes a legnagyobb hatásfokkal (15-17%) a napenergiát villamos energiává alakítani. Ez a monokristályos típus, a tájolásra és a dőlésszögre érzékenyebb, így a napelemes rendszerek tervezésekor erre fokozottan oda kell figyelni.

Polikristályos napelem

Ennek a hatásfoka is már megközelíti a monokristályos napelemét, aminek hatásfoka 10-13% között van. Élettartama 25év körül van. Szintén több cellából felépülő napelem, azonban ahogy a nevéből is adódik, már nem egy, hanem több kristáy alkotja. Öntési technológiával készülnek. Külsőleg kékes-lila színűek. Előállítási költségük alacsonyabb, mint a monokristályos társaiké, viszont kisebb hatásfokkal is működnek (10-13%). Ez a polikristályos típus, a tájolásra és dőlésszögre kevésbé érzékeny, így a napelemes rendszerek telepítésekor, szélesebb felhasználási lehetőséget nyújt. Az ára kedvezőbb, mint a monokristályos típusé. Napjainkban a világon jelenleg ebből a típusból épül fel a legtöbb erőmű és háztartási méretű napelemes rendszer.